镜头装置及工业内窥镜的制作方法

1.本发明涉及工业内窥镜技术领域，特别是涉及一种镜头装置及工业内窥镜。


背景技术：

2.随着各种制造工艺的提高，目前很多产品加工生产企业都会使用工业内窥镜来检查产品质量或探测检查，工业内窥镜可用于高温、有毒、核辐射及人眼无法直接观察到的场所的检查和观察，主要用于汽车、航空发动机、管道、机械零件等检测领域，可在无需拆卸或破坏组装及设备停止运行的情况下实现无损检测。
3.传统工业内窥镜的的摄像头成像系统由于受制与空间结构等限制，都采用固定变焦技术或者人工更换镜头的变焦方式，从而得到不同距离的清晰的成像效果，但以上两种工业内窥镜的的摄像头成像系统，都无法在有限的空间内实现自动变焦。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对工业内窥镜的的摄像头成像系统在有限的空间结构内无法实现自动变焦的问题，提供一种自动变焦的镜头装置及工业内窥镜。
5.一种镜头装置，包括：
6.本体，所述本体内形成有容纳腔；
7.磁性滑动件，沿所述本体轴向可滑动地连接于所述容纳腔的腔壁；
8.镜头件，设于所述磁性滑动件上；
9.线圈组件，设于所述容纳腔内，所述线圈组件被配置为用于产生能够驱动所述磁性滑动件沿所述本体轴向方向移动的磁场力。
10.在其中一个实施例中，所述磁性滑动件被配置为用于带动所述镜头件沿所述本体的轴向在所述容纳腔内往复滑动。
11.在其中一个实施例中，所述线圈组件与所述磁性滑动件之间可相互吸引或相互排斥。
12.在其中一个实施例中，所述线圈组件沿所述本体的轴向方向位于所述磁性滑动件的一侧或两侧。
13.在其中一个实施例中，所述线圈组件包括沿所述本体的轴向位于所述磁性滑动件两侧的第一线圈及第二线圈；
14.所述第一线圈能够产生第一磁场力，所述第二线圈能够产生第二磁场力，所述第一磁场力方向与所述第二磁场力方向相同；
15.当所述第一线圈与所述磁性滑动件之间相互吸引或相互排斥，所述第二线圈与所述磁性滑动件之间相互排斥或相互吸附。
16.在其中一个实施例中，所述磁性滑动件沿所述本体轴向方向具有相背设置第一极和第二极；
17.其中，当所述第一线圈与所述第一极相互吸附或相互排斥，所述第二线圈与所述
第二极相互排斥或相互吸附。
18.在其中一个实施例中，所述镜头装置包括磁激励模块，所述磁激励模块被配置为能够向所述线圈组件提供不同的磁激信号，以使所述线圈组件产生与所述磁激信号相匹配的的磁场力。
19.在其中一个实施例中，所述镜头装置还包括图像传感模块；
20.所述图像传感模块用于拾取所述镜头件产生的图像，并根据所述图像的清晰度发射控制信号，以控制所述磁激励模块向所述线圈组件提供不同的磁激信号，使得所述镜头在所述容纳腔内滑动进行变焦。
21.在其中一个实施例中，所述镜头装置还包括镜片，所述镜片设置于所述容纳腔，且位于所述本体远离所述镜头件的一侧。
22.根据本发明的另一发明，提供一种工业内窥镜，包括上述任一实施例中所述的镜头装置；
23.上述镜头装置，通过设置线圈组件，产生使得磁性滑动件带动镜头件沿本体的轴向在容纳腔内移动磁场力，实现了镜头件在镜头装置内的自动位置调节，从而实现本发明的镜头装置在有限空间内的自动变焦。
附图说明
24.图1为本发明一实施例提供的镜头装置的剖视图；
25.图2为图1中所示的镜头装置的轴测图。
26.附图标记：100、镜头装置；10、本体；11、容纳腔；20、镜头件；30、线圈组件；31、第一线圈；32、第二线圈；40、磁性滑动件；41、第一极；42、第二极；50、固定滑轨；51、第一轨；52、第二轨；60、磁激励模块；70、图像传感模块；80、信息处理模块；90、镜片；d1:磁场力方向。
具体实施方式
27.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
28.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
29.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
30.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连
接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
32.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
33.结合图1至图2所示，本发明一实施例提供的镜头装置100包括本体10、镜头件20、线圈组件30及磁性滑动件40。
34.本体10内形成有容纳腔11，镜头件20、磁性滑动件40及线圈组件30均置于容纳腔11内，磁性滑动件40沿本体10的轴向可滑动的连接于容纳腔11的腔壁；镜头件20设于磁性滑动件40上且随磁性滑动件40位置的改变而改变，线圈组件30被配置为用于产生驱动磁性滑动件40沿本体10的轴向方向移动的磁场力，磁场力方向d1已在图1中示出，从而使得磁性滑动件40带动镜头件20沿本体10的轴向方向运动，如此，通过线圈组件30产生使得磁性滑动件40带动镜头件20沿本体10的轴向在容纳腔11内移动的磁场力，实现了镜头件20在镜头装置100内的自动位置调节，从而实现本发明提供的的镜头装置100在有限空间内的自动变焦。
35.进一步地，磁性滑动件40被配置为用于带动镜头件20沿本体10的轴向在容纳腔11内往复滑动，从而带动镜头件20沿本体10的轴向在容纳腔11内往复滑动，实现镜头件20在安装腔11内不同位置要求的变焦调节。
36.在其中一个实施例中，线圈组件30沿本体10的轴向方向位于磁性滑动件40的一侧或两侧，线圈组件30与磁性滑动件40之间可相互吸引或相互排斥，从而使得磁性滑动件40在线圈组件30的驱动下朝靠近或远离线圈组件30的方向滑动，或在线圈组件30之间滑动。
37.在其中一实施例中，如图1所示，线圈组件30包括第一线圈31及第二线圈32，第一线圈31及第二线圈32沿本体10的轴向位于磁性滑动件40的两侧，第一线圈31能够产生第一磁场力，第一线圈31能够产生第二磁场力，第一磁场力方向d1与第二磁场力方向d1相同；当第一线圈31与磁性滑动件40之间相互吸附或相互排斥，第二线圈32与磁性滑动件40之间则相互排斥或相互吸附，磁性滑动件40在第一磁场力和第二磁场力的双重作用力下，带动镜头件20朝向靠近或远离第一线圈31的方向滑动，有效的完成了镜头件20的自动变焦。
38.具体地，当第一线圈31与磁性滑动件40为相互排斥时，第二线圈32与磁性滑动件40则会相互吸附，磁性滑动件40在第一磁场力的推力作用以及第二磁场力的吸力作用下，带动镜头件20向靠近第二线圈32的一侧滑动，从而完成一种情况下的自动变焦；当第一线圈31与磁性滑动件40为相互吸附时，第二线圈32与磁性滑动件40则会相互排斥，磁性滑动
件40在第一磁场力的吸力作用以及第二磁场力的推力作用下，带动镜头件20向靠近第一线圈31的一侧滑动，从而完成另一种情况下的自动变焦。
39.在其中一实施例中，磁性滑动件40沿容纳腔11轴向具有相背设置的靠近第一线圈31的第一极41，及靠近第二线圈32的第二极42；当第一线圈31与第一极41相互吸附或相互排斥时，第二线圈32与第二极42相互排斥或相互吸附，从而在第一线圈31以及第二线圈32的共同作用下使得磁性滑动件40带动镜头件20朝向靠近第一线圈31或第二线圈32的方向滑动。
40.在其中一实施例中，本发明提供的镜头装置100还包括固定滑轨50，固定滑轨50设置于磁性滑动件40及安装腔11腔壁之间，磁性滑动件40在线圈组件30的作用下沿固定滑轨50在容纳腔11内往复滑动，使得镜头件20的调节更加的顺畅。
41.具体地，固定滑轨50包括第一轨51和第二轨52，第一轨51与第二轨52沿本体10的径向设于磁性滑动件40的两侧，并以磁性滑动件40为基准对称设于容纳腔11腔壁上，磁性组件40滑动抵接于第一轨51及第二轨52上，在第一轨51及第二轨52的导向作用下在容纳腔11内往复的滑动。
42.在其中一实施例中，本发明提供的镜头装置100还包括磁激励模块60，磁激励模块60被配置为能够向线圈组件30提供不同的磁激信号，使得线圈组件30产生与磁激信号相匹配的的磁场力，从而控制磁性滑动件40及镜头件20被移动的距离和方向。
43.具体地，磁激励模块60为磁激励电路，磁激励电路能够向第一线圈31及第二线圈32提供不同方向和大小的电流，从而使得线圈组件30形成不同磁场力，进而控制磁性滑动件40及镜头件20朝向不同的方向，移动不同的距离，从而达到自动变焦的目的。
44.值得注意的是，镜头装置100的本体10内可同时设置多个镜头件20，多个镜头件20沿本体10的轴向间隔且平行设置于容纳腔11内，且多个镜头件20共同作用产生图像。
45.在其中一实施例中，本发明提供的镜头装置100还包括图像传感模块70，图像传感模块70拾取多个镜头件20产生的图像，并根据图像的清晰度发射控制信号，以控制磁激励模块60向线圈组件30提供提供不同的磁激信号，使得镜头件20在容纳腔11内滑动进行变焦调节。
46.具体地，图像传感模块70包括图像处理器及驱动电路，图像处理器拾取镜头件20产生的图像，图像处理器将分析图像是否清晰，物距是否在最合理的焦距之内。再根据分析的结果通过驱动电路给出相应的控制信号控制磁激励模块60，磁激励模块60输出激励信号控制线圈组件30，进而达到自动变焦的目的。
47.进一步地，本发明提供的镜头装置100还包括信息处理模块80，用于处理镜头件20传递的信息并将其传递给磁激励模块60及图像传感模块70，还能够将磁激励模块60以及图像传感模块70发出的激励信号及控制信号进行处理并将其传递给镜头件20，从而实现镜头装置100的控制和信息传输。
48.在其中一个实施例中，本体10上还设有镜片90，镜片90设置于容纳腔11，且位于本体10远离镜头件20的一侧将容纳腔11进行密封，对容纳腔11内的线圈组件30、镜头件20及磁性滑动件40起到防水防尘的保护作用。
49.与现有技术相比，本发明提供了一种自动变焦镜头装置100，设计科学合理，摒弃了传统的手动变焦甚至定焦，通过自动改变镜头件20在本体10的容纳腔11内的位置，实现
了在有限空间内焦距的自动调节，且自动变焦可控，无须改变镜头装置100的大小，便可以得到不同距离的清晰的成像效果。
50.进一步地，由于镜头件20、信息处理模块80、磁激励模块60及图像传感模块70形成闭环调节，因此本发明提供的镜头装置100还可以做到快速实现磁控自动变焦功能。
51.根据本发明的另一方面，提供一种工业内窥镜，用于高温、有毒、核辐射及人眼无法直接观察到的场所的检查和观察，对汽车、航空发动机、管道、机械零件等器件进行检测，能够在无需拆卸或破坏组装及设备停止运行的情况下实现无损检测，包括上述任一实施例中提供的镜头装置100。
52.本发明以上实施例中的镜头装置100及工业内窥镜，具有以下优点：
53.(1)通过线圈组件30产生磁场力，磁场力使得磁性滑动件40带动镜头件20沿本体10的轴向在容纳腔11内移动，实现了镜头件20在镜头装置100内的自动位置调节，从而实现本发明提供的的镜头装置100在有限空间内的自动变焦；
54.(2)通过设置第一线圈31产生第一磁场力及第二线圈32产生第二磁场力，使得磁性滑动件40在第一磁场力和第二磁场力的双重作用力下，带动镜头件20朝向靠近或远离第一线圈31的方向滑动，有效的完成了镜头件20的自动变焦；
55.(3)通过设置固定滑轨50，并将其设置于磁性滑动件40及安装腔11腔壁之间，使得磁性滑动件40在磁场力的作用下沿固定滑轨50在容纳腔11内往复滑动，从而使得镜头件20的调节更加的顺畅；
56.(4)通过设置磁激励模块60，能够向线圈组件30提供不同的磁激信号，使得线圈组件30产生不同的磁场力，从而控制镜头件20被移动的距离和方向，调节出不同的焦距；
57.(5)由于镜头件20、信息处理模块80、磁激励模块60及图像传感模块70形成闭环调节，因此本发明提供的镜头装置100还可以做到快速实现磁控自动变焦功能。
58.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
59.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。